轿车白车身隐式全参数化建模与多目标轻量化优化

摘要

利用SFE-Concept参数化设计软件,建立了某轿车白车身隐式全参数化三维几何模型,在此基础上建立了参数化白车身的有限元模型,计算分析了其低阶固有振动特性和白车身的扭转与弯曲刚度,并通过试验验证了分析结果的有效性.利用相对灵敏度分析方法选出66个白车身零件板厚作为轻量化设计变量,以白车身的总质量、扭转和弯曲刚度为优化目标函数,白车身的1阶弯曲和1阶扭转模态频率为约束条件,利用遗传优化算法对白车身进行了多目标轻量化优化.结果表明,轻量化后的白车身1阶扭转频率和1阶弯曲频率的变化均小于1％,虽然扭转刚度降低了4.5％,弯曲刚度降低了1.8％,但仍满足设计要求.而在不改变用材的情况下,白车身总质量降低了19.4kg,即减轻了6.4％,取得了明显的轻量化效果.